本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机地面管理系统。
背景技术：
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“uav”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。与载人飞机相比，无人机具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点。
随着信息化程度的不断提高，小型无人机的发展越来越受到重视。无人机用途广泛、成本低、效费比好，并且其无人员伤亡风险，再加上生存能力强、机动性好、使用方便，目前无人机在多个领域内都发挥着越来越重要的作用，例如用于空中拍摄、抢险救灾、农药喷洒、气象预报和快递运输等。
随着无人机的大量使用，无人机的停放和地面管理问题逐渐凸显出来。目前，无人机的地面管理系统比较落后，对地勤人员的依赖性较强，自动化程度低，很难找到一套完整地和系统化地用于无人机的地面管理系统。现有技术中存在一些无人机机场管理系统，但是大多程序复杂，应用起来并不是那么方便，而且造价很高，不适于推广应用。
需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现要素：
本发明的目的是提出一种无人机地面管理系统，旨在提出一种高效地、适于推广应用的自动化管理系统。
为实现上述目的，本发明提供了一种无人机地面管理系统，包括降落平台、地面服务平台、起飞平台和第一导轨，所述第一导轨用于连接所述降落平台、所述地面服务平台和所述起飞平台，以使无人机降落在所述降落平台后，沿所述第一导轨移动至所述地面服务平台接受地面服务，并在接受地面服务后沿所述第一导轨移动至所述起飞平台准备起飞。
进一步地，所述降落平台设有能够对所述无人机的航向姿态进行调整的调整装置，以使所述无人机能够与所述第一导轨实现对接。
进一步地，所述调整装置包括能够对所述无人机在所述降落平台上的移动路线进行限制的轨道，以调整所述无人机的航向姿态。
进一步地，所述轨道的用于使无人机降落的一端比用于使无人机与所述第一导轨对接的一端宽。
进一步地，所述轨道的宽度从用于使无人机降落的一端到用于使无人机与所述第一导轨对接的一端逐渐变窄。
进一步地，所述调整装置包括推动件，所述推动件用于推动所述无人机，以调整所述无人机在所述降落平台上移动时的航向姿态。
进一步地，所述降落平台设有用于带动所述无人机在所述降落平台上移动的无人机传送装置，所述无人机传送装置包括传送带，所述传送带的上方设有能够对所述无人机在所述降落平台上的移动路线进行限制的轨道，或者所述传送带的一侧设有用于推动所述无人机的推动件。
进一步地，所述地面服务平台包括充电平台，所述充电平台设有多个充电工位，所述充电工位能够相对于所述第一导轨移动，以使待充电的所述无人机所在的所述充电工位能够离开与所述第一导轨对接的位置，并使处于空置状态的所述充电工位或者充满电的所述无人机所在的所述充电工位移动至能够与所述第一导轨对接的位置。
进一步地，所述充电平台设有与所述第一导轨相垂直的第二导轨，多个所述充电工位并列布置且能够沿所述第二导轨移动，以使相应的所述充电工位移动至与所述第一导轨对接的位置。
进一步地，所述地面服务平台包括货物装卸平台，所述货物装卸平台设有升降机构和货物传送装置，所述升降机构用于将所述货物传送装置传送的货物提升至所述无人机的装货仓内；和/或，所述升降机构用于带动所述无人机装货仓内的货物下降至所述货物传送装置。
进一步地，所述第一导轨或所述地面服务平台上设有位置检测装置，用于对所述无人机的移动位置进行检测，以使所述无人机停靠在预设位置。
进一步地，所述位置检测装置包括触动开关。
基于上述技术方案，本发明通过设置第一导轨，将降落平台、地面服务平台和起飞平台串联连接起来，使得无人机在降落到降落平台之后，可以沿着第一导轨依次接受地面服务平台中的各种服务项目，并最后到达起飞平台进行起飞准备，第一导轨能够对无人机在地面上的一系列动作进行引导，并与降落平台、地面服务平台和起飞平台一起形成一套完整地、系统化地无人机地面管理系统，该系统能够实现高度自动化，全程自主操作，无需人工，不仅可以节省人力，还可以提高效率，降低管理成本，适于推广应用。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明无人机自助机场系统一个实施例的结构示意图。
图2为本发明无人机自助机场系统另一个实施例的结构示意图。
图中：
10、降落平台；11、11’、无人机传送装置；12、推动件；20、充电平台；21、第二导轨；22、充电工位；30、货物装卸平台；31、货物传送装置；32、升降机构；33、货物；40、起飞平台；50、第一导轨；60、无人机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
参考图1所示的实施例，本发明提供的无人机地面管理系统包括降落平台10、地面服务平台、起飞平台40和第一导轨50，第一导轨50用于连接降落平台10、地面服务平台和起飞平台40，以使无人机60降落在降落平台10后，沿第一导轨50移动至地面服务平台接受地面服务，并在接受地面服务后沿第一导轨50移动至起飞平台40准备起飞。
在该实施例中，通过设置第一导轨50，将降落平台10、地面服务平台和起飞平台40串联连接起来，使得无人机60在降落到降落平台10之后，可以沿着第一导轨50依次接受地面服务平台中的各种服务项目，并最后到达起飞平台40进行起飞准备，第一导轨50能够对无人机在地面上的一系列动作进行引导，并与降落平台10、地面服务平台和起飞平台40一起形成一套完整地、系统化地无人机地面管理系统，该系统能够实现高度自动化，全程自主操作，无需人工，不仅可以节省人力，还可以提高效率，降低管理成本，适于推广应用。
其中，无人机60在第一导轨50上的具体运动形式可以为滑动，也可以为滚动，具体与无人机60的起落架和第一导轨50之间的配合形式有关。无人机60的移动可以由无人机60自身的动力系统来驱动，也可以在地面或者其他平台上设置专门的驱动系统，来驱动无人机60沿第一导轨50移动。
第一导轨50的具体结构可以有多种选择，只要能够实现其作用即可。比如，第一导轨50可以为具有u形槽的结构形式，无人机60的起落架上的底部杆件在u形槽内滑动。
另外，第一导轨50与降落平台10、各个地面服务平台和起飞平台40之间的连接有多种形式，具体可以根据实际需要灵活选择。比如，第一导轨50可以穿过各平台，且与该平台具有直接的连接关系；第一导轨50还可以搭接在各平台的两侧，且在该平台上设置相应的连接导轨块进行连接；在其他实施例中，第一导轨50与降落平台10、各个地面服务平台和起飞平台40之间也可以只是相互配合的连通关系，第一导轨50起到将各个平台穿连起来的作用，比如在如图1和图2所示的实施例中，地面服务平台包括货物装卸平台30，第一导轨50与货物装卸平台30之间并没有直接的连接关系，在升降机构32未上升之前货物装卸平台30位于第一导轨50的下方，但无人机60在此处可以与货物装卸平台30配合完成装卸作业，第一导轨50起到了将货物装卸平台30与其他平台穿连起来的作用。
下面将对降落平台10、地面服务平台和起飞平台40的具体结构进行详细说明。
首先，介绍一下降落平台10的结构。
由于在降落到降落平台10上时，无人机60的航向姿态(具体来说，航向姿态主要指无人机60的飞行航向，具体可以是起落架的偏转方向等)可能有多种情况，而且无人机60需要在降落平台10上移动一段距离，然后与第一导轨50对接，在移动过程中，无人机的航向姿态可能又会发生一些改变，因此在本发明无人机地面管理系统的一个优选实施例中，降落平台10设有能够对无人机60的航向姿态进行调整的调整装置，以使无人机60能够与第一导轨50实现对接。
进一步地，降落平台10可以在无人机60的移动过程中对其进行航向姿态的调整。
具体来说，降落平台10设有能够对无人机60的航向姿态进行调整的调整装置，以使无人机60能够与第一导轨50顺利实现对接，比如，使无人机60上的起落架顺利进入第一导轨50内。
可以理解的是，如果无人机60的航向是歪的，那么无人机60的起落架很难能够顺利进入第一导轨50内，因此需要对无人机60的航向姿态进行调整。
作为调整装置的一种实施方式，调整装置包括能够对无人机60在降落平台10上的移动路线进行限制的轨道，以调整无人机60的航向姿态。该轨道对无人机60的移动起到限制作用，能够引导无人机60沿着其所限定的路线进行移动，同时在移动过程中，无人机60可以自动调整其航向姿态，该轨道的设置能够使无人机60回到能够与第一导轨50顺利对接的航向。
进一步地，轨道的用于使无人机60降落的一端比用于使无人机60与第一导轨50对接的一端宽，这样设置是为了尽量使得无人机60在降落到轨道上时具有较宽的接收范围，或者说是较大的接收面积，以方便无人机60的降落。
优选地，轨道的宽度从用于使无人机60降落的一端到用于使无人机60与第一导轨50对接的一端逐渐变窄。
作为调整装置的另一种实施方式，调整装置包括推动件12，推动件12用于推动无人机60，以调整无人机60在降落平台10上移动时的航向姿态。
具体地，可以设置无人机姿态检测装置，以对无人机60的航向姿态进行实时检测，在无人机60的移动过程中，根据无人机姿态检测装置的检测结果，通过推动件12推动无人机60，以及时调整其航向姿态。
优选地，推动件12为推动杆，推动杆可由驱动装置进行驱动，驱动装置可以为气缸、油缸或者电机等。进一步优选地，在降落平台10上设置控制器，通过控制器接收无人机姿态检测装置的检测数据，并根据检测数据控制驱动装置，以驱动推动件12对无人机60的航向姿态进行调整。
在本发明无人机地面管理系统的另一实施例中，降落平台10设有用于带动无人机60在降落平台10上移动的无人机传送装置11、11’，通过无人机传送装置11、11’可以使无人机60自动地被带至与第一导轨50对接的位置。
具体地，无人机传送装置11、11’可以包括传送带，如图1所示，上述的能够对无人机60在降落平台10上的移动路线进行限制的轨道可以设置在传送带的上方，不影响传送带向前滚动。该轨道优选地为弧形轨道。传送带不断向前滚动，可以带动无人机60移动，在轨道的限制作用下，无人机60自动调整其航向姿态。
如图2所示，上述的用于推动无人机60的推动件12设置在传送带的一侧，以通过不断地推动无人机60，使其回到正确的航向，以便顺利与第一导轨50实现对接。
接着，介绍一下地面服务平台的具体结构。
地面服务平台可以包括充电平台20、货物装卸平台30、保养平台(比如涂抹润滑油等)、机身清洁平台和维修检测平台(比如定期检测、更换零件或者故障维修等)等。各个平台之间的先后布置顺序没有限制。
对于充电平台20，如图1和图2所示，在充电平台20上可以设置多个充电工位22，以同时满足多个无人机60的充电需求，使多个无人机60可以共用一套无人机地面管理系统，提高设备利用率。
充电工位22能够相对于第一导轨50移动，以使待充电的无人机60所在的充电工位22能够离开与第一导轨50对接的位置，并使处于空置状态的充电工位22或者充满电的无人机60所在的充电工位22移动至能够与第一导轨50对接的位置。
被无人机60占用的充电工位22及时让出与第一导轨50对接的位置，以让其他没有承载无人机60的空置充电工位22，或者载有已经完成充电或充满电的无人机60的充电工位22及时返回与第一导轨50对接的位置，可以实现多个充电工位22的充分利用，减少等位，尽量使无人机60随到随充，保证足够的充电时间，提高无人机60的充电效率，解决无人机续航时间短的限制，提升地勤服务品质；同时，还可以提高第一导轨50的利用率，使无人机地面管理系统能够满足多架无人机60的充电需求，提高系统管理效率，提高送货时效。
其中，充电工位22能够相对于第一导轨50移动的具体实现方式有多种，具体可以根据实际情况灵活设置。比如，可以设置传送带，充电工位22位于传送带上，通过传送带的滚动带动充电工位22相对于第一导轨50移动。
作为一种优选的实施方式，充电平台20设有与第一导轨50相垂直的第二导轨21，多个充电工位22并列布置且能够沿第二导轨21移动，以根据实际需要使相应的充电工位22移动至与第一导轨50对接的位置，比如，将待充电的无人机60所在充电工位22移动至远离与第一导轨50相对接位置的等待位置，或者将空置的充电工位22、完成充电或充满电的无人机60所在充电工位22移动至与第一导轨50对接的位置上。充电平台20的移动可以通过驱动装置进行驱动，驱动装置的启停可通过控制器进行控制。驱动装置可以采用气缸、油缸或电机等驱动元件。
充电工位22上可以设置能够与第一导轨对接的第三导轨，如图1和图2所示，充电工位22上均设有第三导轨，第三导轨与第一导轨50的宽度相同，该第三导轨作为与充电平台20两侧连接的第一导轨50的中间连接块，与第一导轨50相接为一体，以使无人机60通过回到对接位置的充电工位22顺利进入第一导轨50内，并沿第一导轨50继续前行。
在如图1和图2所示的实施例中，充电工位22设有三个，在其他实施例中，充电工位22也可以设置两个、四个、五个等，具体设置数量可以根据实际需要而定。
第二导轨21的布置形式也不限于与第一导轨50相垂直，其他可实现同样作用的布置形式也应在本发明的保护范围之内。
对于货物装卸平台30，主要用于对货物进行装卸。在货物装卸平台30上可以设置升降机构32和货物传送装置31，升降机构32用于将货物传送装置31传送的货物33提升至无人机60的装货仓内；和/或，升降机构32用于带动无人机60装货仓内的货物33下降至货物传送装置31。
其中，升降机构32可以包括升降台，通过升降台的上升和下降来带动货物33上下移动。货物传送装置31与升降机构32邻近布置，以使货物33到达货物传送装置31的边缘时能够自动传递到升降台上。在货物装卸平台30上可以不设置专门的机械手，以降低设备投入成本，便于推广应用。
货物传送装置31可以包括传送带和驱动装置，在驱动装置的作用下，传送带不断向前滚动，带动货物33向前传递，到达传送带边缘时货物33在惯性作用下从传送带移动到升降机构32的升降台上，通过升降台的提升或下降而上下运动。
优选地，第一导轨50或者地面服务平台上设有位置检测装置，用于对无人机60的移动位置进行检测，以使无人机60停靠在预设位置。
比如，可以在充电平台20上设置位置检测装置，以使无人机60能够准确停靠在充电工位22上；在货物装卸平台30或者与货物装卸平台30对应的第一导轨50上也可以设置位置检测装置，以对无人机60的移动位置进行检测并使无人机60停靠在与升降机构32相对应的位置，这样可以保证无人机60能够精准地停靠在合适的位置，以使得升降机构32能够准确地将货物33从无人机60上卸下来或者将货物33装载到无人机60上。
位置检测装置优选地但不限于为触动开关，当无人机60到达触动开关所在的位置时与触动开关相碰触，以使无人机60停止前行，从而实现无人机60的精准停靠。
在其他实施例中，也可以通过光电检测装置检测无人机60的位置，然后通过设置在无人机60上的控制器接收位置信号，并使控制器根据该位置信号控制无人机60停止前行，停靠在预设的位置。
最后，介绍一下起飞平台40的具体结构。
起飞平台40位于第一导轨50的末端，优选地第一导轨50可以部分地伸入到起飞平台40内，以使无人机60能够平稳地停靠在起飞平台40上，便于进行起飞准备。
此外，本发明所提供的无人机地面管理系统还可以用于无人机的停放回收，充电平台20可以设置一个或多个，每个充电平台20上面可以设置多个充电工位22，将回收的无人机充电，整齐排列。当然，还可以将货物装卸平台30去掉，该系统仅用于无人机的停放或者对无人机进行充电，充满电的无人机再次起飞，完成无人机的地面服务。
这样，在一个机场内可以同时设置多个无人机地面管理系统，布置多个起降点，以满足更多无人机的起降，实现了无人机运营无人化的目标，大大降低了人力资源成本，提高了运营效率。
下面结合图1和图2对本发明无人机地面管理系统实施例的工作过程进行说明：
1.降落：
为了保证无人机60在降落到降落平台10后能顺利进入与第一导轨50对接，需要对其航向姿态进行调整，具体调整方式可以有两种：a、如图1所示，降落平台10上设有传送带，传送带不断向前滚动，带动无人机60前行，受降落平台10上弧形轨道的作用，无人机60将自动调整航向姿态及移动路线，最后与第一导轨50的走向吻合，实现对接，传送带将无人机60送上第一导轨50；b、降落平台10上设有推动杆，用于推动无人机60，使无人机60的位置、航向与第一导轨50的走向吻合，传送带向前转动，将无人机60送上第一导轨50。
2.充电：
无人机60沿第一导轨50移动到充电平台20，充电工位22装载待充电的无人机60后沿第二导轨21移动，离开与第一导轨50对接的位置，充电工位22上可以设置充电设备，使无人机60直接在充电工位22上进行充电；或者，借助其他设备自动将待充电的无人机60卸下，并移动至专门的充电位置进行充电工作，然后再将已充满电的无人机60送回充电工位22，最后沿第二导轨21移动到与第一导轨50对接的位置，将无人机60送上第一导轨50。
3.装货：
充满电的无人机60继续沿第一导轨50滑动，至货物装卸平台30，通过触动开关等方式使无人机60精准停靠，然后通过货物传送装置31和升降机构32进行自动装货。
4.起飞：
装货完成后，无人机60沿第一导轨50继续滑行，行至起飞平台40的起飞点起飞。
通过完成上述全过程，可将无人机应用于物流运输中，充电、捡货等过程高度自动化，解决了电池充电时间短及续航时间短的限制，大大提高了送货时效。
通过对本发明无人机地面管理系统的多个实施例的说明，可以看到本发明无人机地面管理系统实施例至少具有以下一种或多种优点：
1、通过设置第一导轨，引导无人机自动完成降落、充电、捡货和起飞等过程，自动化程度高，无需人工，省时省力，系统管理效率高，适合推广应用；
2、充电平台设有多个充电工位，可以满足多个无人机同时充电的需求，尽量使无人机随到随充，有利于保证足够的充电时间，解决无人机续航时间短的问题；
3、流程简单，控制方便，易于实现，自动化程度高，投入成本低，管理效率高。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。